JP2011514412A - ビチューメン組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、強化された機械的特性を有するアスファルト混合物の調製に特に使用されるポリマー材料によるビチューメンの改質に関する。詳細には、本発明は、前記混合物に強化された機械的特性を付与する超分子集合体を形成することができる添加剤を有するビチューメンの組成物およびこれらの用途に関する。このような用途の例は、歩道、道路、高速道路、駐車場または滑走路および側道ならびに任意の他の転圧面の建設または維持に使用される鉱物骨材を伴うアスファルト混合物の製造である。
ビチューメンまたはアスファルトは、石油蒸留プロセスからの最も重質な部分である。このような石油の異なる起源および蒸留プロセスのため、結果として得られるビチューメンは、広範な特性および特徴を有する。本発明において、ビチューメンは、直接蒸留による石油からのまたは減圧での石油の蒸留からの製品ばかりでなく、タールサンドおよび瀝青砂の抽出から得られる製品、このようなビチューメン材料の酸化および/もしくは融剤処理の産物、ならびにブローンまたはセミブローンアスファルト、合成ビチューメン(例えば、FR 2 853 647 A1に記載されているもの)、タール、芳香族および/もしくはパラフィン系炭化水素と混合された石油樹脂またはインデン−クマロン樹脂、ならびにこのようなものの混合物も指す。
第一の態様によると、最終適用条件で従来のポリマー改質ビチューメンで達成されるものに類似した機械的特性を有するビチューメン組成物であって、超分子集合体を形成することができる少なくとも一つの成分を含み、分散液または溶液の形態である前記ビチューメン組成物が、本発明の要旨である。前記成分は、好ましくは、超分子ポリマーである。
本発明のビチューメン組成物は、分散液または溶液の形態であり、ならびに少なくとも一つのビチューメンと超分子集合体を形成することができる少なくとも一つの成分とを含む。超分子集合体を形成することができる少なくとも一つの成分の含量は、このビチューメンに対して、好ましくは、0.05重量%から20重量%の範囲である。超分子集合体を形成することができる少なくとも一つの成分0.05%未満は、期待される効果をもたらさないであろう。超分子集合体を形成することができる少なくとも一つの成分の20%を超える量は、本発明の目的に矛盾しない。20%のこの上限は、単に経済的な意図で設定したものである。期待される効果は、20%を超える量でも達成され、30%または40%を超える量ででさえも達成れるであろう。
(i)a、式(1)から(4)を有する官能基:
Aは、酸素、硫黄またはNHから選択され、好ましくは酸素であり;
Xは、炭化水素基、好ましくは置換または非置換、線状または分岐アルキル鎖を表し;
Rは、第一アミン、第二アミンまたはヒドロキシル官能基を含む基を表す。)
または
(i)b、式(5)もしくは(6)を有する官能基:
Rは、第一アミン、第二アミンまたはヒドロキシル官能基を含む基を表す。)、
および(ii)少なくとも一つの反応性基を含む少なくとも一つの脂肪酸モノマー、および/または一つの同一のもしくは異なる脂肪酸ダイマー、および/または一つの同一のもしくは異なる脂肪酸トリマー、または脂肪酸の誘導体、例えば脂肪酸エステルもしくは脂肪酸塩化物
との反応の成果である。
一つもしくは幾つかの同一のもしくは異なる脂肪酸ダイマーおよび/または一つもしくは幾つかの同一のもしくは異なる脂肪酸トリマー51から100重量%と、
一つもしくは幾つかの同一のもしくは異なる脂肪酸モノマーおよび/または一つもしくは幾つかの同一のもしくは異なる脂肪酸高級オリゴマー0から49重量%と
の混合物
の反応から得られる超分子ポリマーである。
UDETA:尿素とジエチレントリアミン(DETA)の反応から得られる、2−アミノエチルイミダゾリジン−2−オンまたは1−(2−アミノエチル)イミダゾリジン−2−オン;
UTERA:尿素とトリエチレンテトラアミン(TETA)の反応から得られる、1−(2−[(2−アミノエチル)アミノ]エチル)イミダゾリジン−2−オン;
UTEPA:尿素とテトラエチレンペンタアミン(TEPA)の反応から得られる、1−(2−{2−[(2−アミノエチルアミノ]エチル}アミノ)エチル]イミダゾリジン−2−オン
である。
異なるポリアミン、例えば、ジイソプロピレントリアミン、ジ(1,2−ブチレン)トリアミン、ジ(2,3−ブチレン)トリアミン、N−メチルジエチレントリアミン、N−エチルジエチレントリアミンおよびトリプロピレンテトラアミン;
アミノアルコール、例えば、2−[(2−アミノエチル)アミノ]エタノール
との反応からのものである。
同一のまたは異なる脂肪酸モノマー0.1から40重量%、さらに好ましくは0.1から10重量%;
同一のまたは異なる脂肪酸ダイマー0.1から99.8重量%、さらに好ましくは18から98重量%;および
同一のまたは異なる脂肪酸トリマー0.1から85重量%、さらに好ましくは2から70重量%
を含む。
Empol(登録商標)1008とUDETAの反応から得られる、Supra 1008;
Unidyme(登録商標)とUDETAの反応から得られる、Supra 1060;
Empol(登録商標)1008とUnidyme(登録商標)60とUDETAの反応から得られる、Supra 1008/1060;
Pripol(登録商標)1017とUDETAの反応から得られる、Supra 1017;
Pripol(登録商標)1040とUDETAの反応から得られる、Supra 1040;
Pripol(登録商標)1048とUDETAの反応から得られる、Supra 1048;
Unidyme(登録商標)14とUDETAの反応から得られる、Supra 1014;
Radiadic(登録商標)0980とUDETAの反応から得られる、Supra 0980
である。
A)本明細書において前に説明した生成物A;
B)(ジ)アルカ(エン)イルフェノールと、アルデヒドであって1から10個の炭素原子およびさらに詳細には1から5個の炭素原子を有するアルデヒド、およびさらにいっそう詳細にはパラホルムアルデヒドまたはアセトアルデヒドとの反応生成物であって、後に(ポリ)オキシエチル化および/または(ポリ)オキシプロピル化され、アルカ(エン)イル基が、1から50個の炭素原子、好ましくは2から20個の炭素原子、およびさらに好ましくは3から12個の炭素原子を有し、ジアルカ(エン)フェノールが、ことによると同一であり、またはことによると異なり、(ポリ)オキシエチル化および/または(ポリ)オキシプロピル化の結果として生ずる単位が、45g/mol以上および20,000g/mol未満の分子量を有し、成分Aにおけるフェノール単位が、3から50個にわたる、前記反応生成物;
C)(ポリ)オキシエチル化および/または(ポリ)オキシプロピル化の結果として生ずる単位が、45g/mol以上および20,000g/mol未満の分子量を有する、(ポリ)オキシエチル化および/または(ポリ)オキシプロピル化2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン−エピクロロヒドリンコポリマー;
D)(ポリ)オキシエチル化および/または(ポリ)オキシプロピル化の結果として生ずる単位が、45g/mol以上および20,000g/mol未満の分子量を有する、(ポリ)オキシエチル化および/または(ポリ)オキシプロピル化ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン−エピクロロヒドリンコポリマー;
E)(ポリ)オキシエチル化および/または(ポリ)オキシプロピル化の結果として生ずる単位が、45g/mol以上および20,000g/mol未満の分子量を有する、(ポリ)オキシエチル化および/または(ポリ)オキシプロピル化ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン−エピクロロヒドリンコポリマー;
F)アルキルジカルボン酸またはこの混合物の(ポリ)オキシエチル化および/または(ポリ)オキシプロピル化の反応生成物であって、アルキル基が、1から20個までの炭素原子、好ましくは1から10個の炭素原子を有し、(ポリ)オキシエチル化および/または(ポリ)オキシプロピル化の結果として生ずるすべての単位が、100g/mol以上および20,000g/mol未満の分子量を有する、前記反応生成物;
G)脂肪酸の(ポリ)オキシエチル化および/または(ポリ)オキシプロピル化の反応生成物であって、脂肪酸の炭素原子数が、10から30までにわたり、前記脂肪酸が、好ましくはタル油脂肪酸であり、(ポリ)オキシエチル化および/または(ポリ)オキシプロピル化の結果として生ずる単位が、100g/mol以上および20,000g/mol未満の分子量を有する、前記反応生成物;
H)生成物Bと、生成物FとGの混合物との反応生成物;
I)アルカ(エン)イル(アリール)スルホン酸およびアルカ(エン)イル(アリール)アミンからの塩であって、アルカ(エン)イル(アリール)単位が、6から30にわたる炭素原子数を有する、好ましくは、ドデシルベンゼンスルホン酸と獣脂アミンの塩またはドデシルベンゼンスルホン酸とシクロヘキシルアミンとの塩である、前記塩;
J)アルカ(エン)イル(アリール)スルホン酸およびモルホリン、ピラジン、ピラゾリン、ピラゾロン、ピリジン、ピリジン、ピリミジン、ピロール、ピロリジン、ピロリドン、ピロリン、トルイジン、イミダゾール、インドール、インドリンまたはオキシインドールからの塩であって、アルカ(エン)イル(アリール)基が、6から30個の炭素原子を有する、好ましくは、ドデシルベンゼンスルホン酸とモルホリンの塩である、前記塩;
K)1%と70%の間の質量比(エチレンオキシド/コポリマー)を有する、500g/molと20,000g/molの間の分子量を有するエチレンオキシドおよびプロピレンオキシドのならびにこれらの混合物の統計的またはブロックコポリマー。
超分子集合体を形成することができる前記成分を固体、溶融、溶解または分散状態のいずれかで、ビチューメンに、これが通例保管される温度と類似した温度またはこれより低い温度で添加する段階、
1つ以上の添加剤、例えば本明細書において前に説明したもの、を任意に添加する段階(これらと超分子集合体を形成することができる前記成分との間の添加順序は、問題とされない。)、
均質混合物を得るために十分な時間であって、一般には1分から数時間、典型的には1分から60分にわたる期間、任意の機械的手段により、好ましくは穏やかに攪拌しながら、混合する段階、および
すぐに使えるビチューメン組成物を得る段階
を含む。
超分子ポリマーSupra 1017の調製例
この実施例に超分子ポリマーSupra 1017の調製を提示する。
石灰石フィラー 1.5%
砂 0/2 32.5%
骨材 2/6 25%
骨材 6/10 41%
石灰石フィラー 1.5%(湿潤)
砂 0/2 32.5%(湿潤)
骨材 2/6 25%
骨材 6/10 41%
であった。
石灰石フィラー 1.5%
砂 0/2 35.5%
骨材 2/6 22%
骨材 6/10 41%
Claims (17)
- 少なくとも一つのビチューメンおよび超分子集合体を形成することができる少なくとも一つの成分を含む、分散液または溶液の形態での、ビチューメン組成物。
- 超分子集合体を形成することができる前記少なくとも一つの成分が、前記ビチューメン組成物中で非晶質である、請求項1に記載のビチューメン組成物。
- 超分子集合体を形成することができる少なくとも一つの成分の含量が、ビチューメンに対して0.05重量%から20重量%の範囲である、請求項1に記載のビチューメン組成物。
- 水性エマルジョンの形態であって、水の量が、一般に、前記エマルジョンの総容量の10容量%から70容量%にわたる、請求項1に記載のビチューメン組成物。
- 超分子集合体を形成することができる少なくとも一つの成分が、
(i)a、式(1)から(4)を有する官能基:
Aは、酸素、硫黄またはNHから選択され、好ましくは酸素であり;
Xは、炭化水素基、好ましくは置換または非置換、線状または分岐アルキル鎖を表し;
Rは、第一アミン、第二アミンまたはヒドロキシル官能基を含む基を表す。)
または
(i)b、式(5)もしくは(6)を有する官能基:
Rは、第一アミン、第二アミンまたはヒドロキシル官能基を含む基を表す。)、
および(ii)少なくとも一つの反応性基を含む少なくとも一つの脂肪酸モノマー、および/または一つの同一のもしくは異なる脂肪酸ダイマー、および/または一つの同一のもしくは異なる脂肪酸トリマー、または脂肪酸の誘導体、例えば脂肪酸エステルもしくは脂肪酸塩化物
との反応の成果である、請求項1に記載のビチューメン組成物。 - 超分子集合体を形成することができる少なくとも一つの成分が、2−アミノエチルイミダゾリジン−2−オン(ここではUDETAと呼ぶ)および/または3−アミノ−1,2,4−トリアゾール、および
一つもしくは幾つかの同一のもしくは異なる脂肪酸ダイマーおよび/または一つもしくは幾つかの同一のもしくは異なる脂肪酸トリマー51から100重量%と、
一つもしくは幾つかの同一のもしくは異なる脂肪酸モノマーおよび/または一つもしくは幾つかの同一のもしくは異なる脂肪酸高級オリゴマー0から49重量%と
の混合物
の反応から得られる超分子ポリマーである、請求項1に記載のビチューメン組成物。 - 超分子集合体を形成することができる少なくとも一つの成分が、従来のポリマー分子1個につき平均で1個の水素結合性官能基がグラフトされている、線状の、分岐しているまたは化学的に架橋している従来のポリマーであり、好ましくは、このような従来のポリマーにおけるグラフトされた水素結合性官能基が、UDETAのこれに対するグラフト形成から生ずる、請求項1に記載のビチューメン組成物。
- 剥離防止剤、パラフィン、融剤、通例のポリマー、植物または鉱物源からの油およびこれらの誘導体、脂肪酸のエステルおよび官能化ワックス、ジアルキルジアミド、ポリリン酸、ピロリン酸、オルトリン酸、ならびに
A)式R−O−((CH2CH(CH3)O)a−(CH2CH2O)b)cP(=O)−OHd(式中、Pは、リンであり、cは、1と2の間であり、c+dは、3に等しく、aは、0と3の間であり、bは、0と6の間であり、およびRは、6から30個の炭素原子を有する炭化水素鎖である。)を有する生成物;
B)(ジ)アルカ(エン)イルフェノールと、アルデヒドであって1から10個の炭素原子およびさらに詳細には1から5個の炭素原子を有するアルデヒド、およびさらにいっそう詳細にはパラホルムアルデヒドまたはアセトアルデヒドとの反応生成物であって、後に(ポリ)オキシエチル化および/または(ポリ)オキシプロピル化され、アルカ(エン)イル基が、1から50個の炭素原子、好ましくは2から20個の炭素原子、およびさらに好ましくは3から12個の炭素原子を有し、ジアルカ(エン)フェノールが、ことによると同一であり、またはことによると異なり、(ポリ)オキシエチル化および/または(ポリ)オキシプロピル化の結果として生ずる単位が、45g/mol以上および20,000g/mol未満の分子量を有し、成分Aにおけるフェノール単位が、3から50個にわたる、前記反応生成物;
C)(ポリ)オキシエチル化および/または(ポリ)オキシプロピル化の結果として生ずる単位が、45g/mol以上および20,000g/mol未満の分子量を有する、(ポリ)オキシエチル化および/または(ポリ)オキシプロピル化2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン−エピクロロヒドリンコポリマー;
D)(ポリ)オキシエチル化および/または(ポリ)オキシプロピル化の結果として生ずる単位が、45g/mol以上および20,000g/mol未満の分子量を有する、(ポリ)オキシエチル化および/または(ポリ)オキシプロピル化ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン−エピクロロヒドリンコポリマー;
E)(ポリ)オキシエチル化および/または(ポリ)オキシプロピル化の結果として生ずる単位が、45g/mol以上および20,000g/mol未満の分子量を有する、(ポリ)オキシエチル化および/または(ポリ)オキシプロピル化ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン−エピクロロヒドリンコポリマー;
F)アルキルジカルボン酸またはこの混合物の(ポリ)オキシエチル化および/または(ポリ)オキシプロピル化の反応生成物であって、アルキル基が、1から20個までの炭素原子、好ましくは1から10個の炭素原子を有し、(ポリ)オキシエチル化および/または(ポリ)オキシプロピル化の結果として生ずるすべての単位が、100g/mol以上および20,000g/mol未満の分子量を有する、前記反応生成物;
G)脂肪酸の(ポリ)オキシエチル化および/または(ポリ)オキシプロピル化の反応生成物であって、脂肪酸の炭素原子数が、10から30までにわたり、前記脂肪酸が、好ましくはタル油脂肪酸であり、(ポリ)オキシエチル化および/または(ポリ)オキシプロピル化の結果として生ずる単位が、100g/mol以上および20,000g/mol未満の分子量を有する、前記反応生成物;
H)生成物Bと、生成物FとGの混合物との反応生成物;
I)アルカ(エン)イル(アリール)スルホン酸およびアルカ(エン)イル(アリール)アミンからの塩であって、アルカ(エン)イル(アリール)単位が、6から30にわたる炭素原子数を有する、好ましくは、ドデシルベンゼンスルホン酸と獣脂アミンの塩またはドデシルベンゼンスルホン酸とシクロヘキシルアミンとの塩である、前記塩;
J)アルカ(エン)イル(アリール)スルホン酸およびモルホリン、ピラジン、ピラゾリン、ピラゾロン、ピリジン、ピリジン、ピリミジン、ピロール、ピロリジン、ピロリドン、ピロリン、トルイジン、イミダゾール、インドール、インドリンまたはオキシインドールからの塩であって、アルカ(エン)イル(アリール)基が、6から30個の炭素原子を有する、好ましくは、ドデシルベンゼンスルホン酸とモルホリンの塩である、前記塩;
K)1%と70%の間の質量比(エチレンオキシド/コポリマー)を有する、500g/molと20,000g/molの間の分子量を有するエチレンオキシドおよびプロピレンオキシドのならびにこれらの混合物の統計的またはブロックコポリマー
から選択される添加剤の中から選択される、一つ以上の添加剤をさらに含む、請求項1に記載のビチューメン組成物。 - 超分子集合体を形成することができる前記成分を固体、溶融、溶解または分散状態のいずれかで、ビチューメンに、これが通例保管される温度と類似した温度またはこれより低い温度で添加する段階、
任意に、1つ以上の添加剤を添加する段階、
均質混合物を得るために十分な時間であって、一般には1分から数時間、典型的には1分から60分にわたる期間、任意の機械的手段により、好ましくは穏やかに攪拌しながら、混合する段階、および
すぐに使えるビチューメン組成物を得る段階
を含む、請求項1に記載のビチューメン組成物の調製プロセス。 - 溶融または溶解状態の超分子集合体を形成することができる少なくとも一つの成分が、直接注入または直接注入およびスタティックミキサーを使用してビチューメンの連続流に添加される、請求項8に記載のプロセス。
- ビチューメン組成物が、スタティックミキサーもしくは可動部を有するミキサーまたはこれらの両方を組み合わせたものを使用して、水相と混合される、請求項8に記載のプロセス。
- 請求項1に記載の少なくとも一つのビチューメン組成物と鉱物骨材とを含むアスファルト混合物。
- 固体、溶融、溶解または分散状態の超分子集合体を形成することができる少なくとも一つの前記成分が、請求項1に記載のビチューメンまたはビチューメン組成物を混合プロセスに加える前に、加えると同時に、または加えた後に、鉱物骨材に添加される、請求項11に記載のアスファルト混合物の調製プロセス。
- ビチューメン組成物が、水性エマルジョンの形態である、請求項12に記載のプロセス。
- 請求項1に記載の少なくとも一つのビチューメン組成物を含む接着剤配合物。
- 請求項1に記載のビチューメン組成物および/または請求項11に記載のアスファルト混合物で全部がまたは一部がコーティングされている表面。
- 転圧面である、請求項15に記載の表面。
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